Преобразователь временного интервала в напряжение Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что накопительный блок содержит два диода, два конденсатора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя , первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй .вход накопительного блока через второй диод соединен с

входом второго усилителя, с вторым входом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третий вход накопительного блока соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам перого и второго усилителей соответственно, а вторые обкладки конденсаторов подключены к общей шине устройства.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий блок задержки, блок формирования разностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники, подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, выходы которых г подключены к входам первого и второго токостабилизирующих блоков соответственно, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введен накопительный блок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второго токостабилизирующих блоков, третий вход накопительного блока соединен с первым выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам формирователей, первый и второй выходы нас & копительного блока соединены с соответствукнцими входами блока фор(Л мирования разностного напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения временных параметров импульсньк сигналов, преимущественно при контроле полупроводниковых приборов. Известно устройство для преобразования интервала времени в напряже ние, которое содержит формирующее и переключающее устройство, фильтр, источник постоянного напряжения, усилитель постоянного тока С ЗНедостатком этого устройства является ограниченный диапазон преобразования, особенно в части преобразования наносекундных интервалов времени. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство , содержащее два входных формирователя, блок задержки, два токостабилизирующих блока, генераторы пилообразного напряжения, диск риминаторы и блок формирования разностного напряжения. В разностное напряжение, пропорциональное длител ности преобразуемого временного интервала, входит величина задержки С Недостаток известного устройства больщая погрешность преобразования из-за нелинейности и нестабильности задержки. Целью изобретения является повышение точности преобразования временного интервала в напряжение. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь временно го интервала в напряжение, содержащий блок задержки, блок формирования разностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники, подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, выходы которых подключены к входам первого и второго токостабилизирующих блоков соответственно, введен накопительный блок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второго токостабилизирующих блоков, третий йход накопительного блока соединен с первым выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам формирователей, первьй и второй выходы накопительного блока соединены с соответствующими входами, блока формирования разностного напряжения. Кроме того, накопительный блок содержит два диода, два конденсатора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя, первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй вход накопительного блока через второй диод соединен с входом второго усилителя, с вторым входом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третий вход накопительного блока соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подкпючены к выходам первого

и второго усилителей соответственно, а BTOfJbie обкладки конденсаторов подключены к общей шине устройства .

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя J на фиг. 2 - временные цна-граммы работы преобразователя .

Устройство содержит формирователи 1 и 2, блок 3 задержки, токостабилизирующие блоки 4 и 5, накопительный блок 6, блок 7 формирования разностного напряжения. В состав накопительного блока 6 входят блок 8 разряда, усилители 9 и 10 с высоким входным сопротивлением, диоды 11 и 12, конденсаторы 13 и 14 входные импульсные источники 15 и 16.

Первый 15 и второй 16 входные импульсные источники подключены к первым входам первого 1 и второго 2 формирователя соответственно, выходы которых подключены к входам первого 4 и второго 5 токостабилизирующего блока, первый и второй вход накопительного блока 6 соединен с выходами первого 4 и второго 5 токостабилизирующего блока, третий вход накопительного блока 6 соединен с первым выходом блока 3 задержки, вход которого соединен с вторым 16 входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам формирователей 1 и /, первый и второй выход накопительного блока 6 соединены с соответствующими входами блока 7 формирования разностного напряжения. Первый вход накопительного блока через первый диод 11 соединен с входом первого усилителя 9, первым входом блока 8 разряда и обкладкой первого конденсатора 13, второй вход накопительного блока через второй диод 12 соединен с входом второго усилителя 10, с вторым входом блока 8 разряда и обкладкой второго конденсатора 14, третий вход накопительного устройства соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого и второго усилителя соответственно, а вторые обкладки конденсаторов 13 и 14.подключены к общей шине устройства.

Устройство работает следующим образом.

Электрические-сигналы (импульсы), соответствующие .началу и концу преобразуемого временного интервала, поступают на входы преобразователя (фиг. 2а, б), опрок1адываются триггеры формирователей 1 и 2, перепад с выхода которых включает токостабилизируюи1 {е блоки 4 и 5 (фиг. 2в, г).

Стабилизированный ток заряда через диоды 11 и 12с большим o6patным сопротивлением, заряжает конденсаторы 13 и 14 (фиг. 2е, ж).

Через время t , необходимое для

устранения переходных процессов, блок задержки вырабатывает импульс (фиг. 2д), который устанавливает триггеры формирователей 1 и 2 в исходное состояние и прекращает заряд конденсаторов 13 и 14. Через усилители 9 и 10 с высоким входным сопротивлением напряжение поступает на входы блока 7 формирования разностного напряжения.

Выходное напряжение, пропорциональное по амплитуде измеряемому временному интервалу, (фиг. 2з) является вьгходным напряжением преобразователя.

Через время t , необходимое для измерения выходного напряжения, блок задержки вырабатывает импульс сброса (фиг. 2и), и конденсаторы 13

и 14 разряжаются через блок 8 разр яда.

Метод преобразования временного интервала в напряжение путем образования разностного сигнала из накопительного блока, состоящего из двух каналов, позволяет повысить точность преобразования временных интервалов наносекундной длительности за счет формирования точного разностного сигнала и измерения выходного сигнала измерителем высокой точности. Так как длительность преобразованного сигнала определяется только временем, необходимым для измерения, то это позволяет повысить быстродействие преобразования, так как измерение можно начинать непосредственно сразу после

начала измеряемого интервала.

Заряд накопительной емкости первого какала накопительного блока 6 передается через блок 7 формирования разностного напряжения на ее

выход до момента заряда накопительной емкости второго канала, далее напряжение на выходе остается постоянным.

Есгги прерывать заряд накопительной емкости первого канала с приходом импульса второго канала, то при преобразовании наносекундньк временных интервалов йозникает большая погрешность за счет влияния паразитных параметров (неидеальность ключей токостабилизирующих устройств.

к

влияние нелинейности тока заряда, абсорбция накопительной емкости, переходные процессы зарядной и разрядной цепи). Поэтому метод прерывания заряда одновременно конденсаторов обоих каналов через время задержки и формирования разностного сигнала позволяет значительно увеличить точность при одновременном повышении быстродействия преобразования за счет исключения влияния указанных паразитных параметров.

ж